categorii: Știri electrice interesante, Cum funcționează
Număr de vizualizări: 206201
Comentarii la articol: 17

Cum sunt aranjate și funcționate panourile solare?

 

Cum sunt aranjate și funcționate panourile solare?În zilele noastre, aproape toată lumea poate colecta și pune la dispoziție sursa de energie solara independenta (în literatura științifică sunt numiți panouri fotovoltaice).

Echipamentele costisitoare sunt compensate în timp prin capacitatea de a primi electricitate gratuită. Este important ca panourile solare să fie o sursă de energie ecologică. În ultimii ani, prețurile pentru panourile fotovoltaice au scăzut de zece ori continuă să scadă, ceea ce indică perspective mari de utilizare a acestora.

Într-o formă clasică, o astfel de sursă de energie electrică va consta din următoarele părți: direct, o baterie solară (generator de curent continuu), o baterie cu dispozitiv de control al încărcării și un invertor care transformă curentul direct în curent alternativ.

Panourile solare constau dintr-un set celule solare (convertoare fotovoltaice)care transformă direct energia solară în energie electrică.

Majoritatea celulelor solare sunt fabricate din siliciu, care are un cost destul de mare. Acest fapt va determina costul ridicat al energiei electrice, care se obține prin utilizarea panourilor solare.

convertor fotoelectricDouă tipuri de convertizoare fotoelectrice sunt comune: realizate din siliciu monocristal și policristalin. Ele diferă în tehnologia de producție. Primele au o eficiență de până la 17,5%, iar cele din urmă 15%.

Cel mai important parametru tehnic al unei baterii solare, care are un impact major asupra eficienței întregii instalații, este acesta putere netă. Este determinat de tensiune și curentul de ieșire. Acești parametri depind de intensitatea luminii solare care intră în baterie.

emf (forța electromotivă) a celulelor solare individuale nu depinde de zona lor și scade atunci când bateria este încălzită de soare, cu aproximativ 0,4% la 1 g. C. Curentul de ieșire depinde de intensitatea radiației solare și de mărimea celulelor solare. Cu cât lumina este mai puternică, cu atât este mai mare curentul generat de celulele solare. Curentul de încărcare și puterea de energie pe vreme tulbure sunt reduse brusc. Acest lucru se datorează scăderii puterii curente a bateriei.

Dacă bateria luminată de soare este închisă la o anumită sarcină cu rezistență Rн, atunci apare un circuit electric I în circuit, a cărui valoare este determinată de calitatea convertorului fotoelectric, de intensitatea luminii și de rezistența la sarcină. Puterea Pн, care este eliberată în sarcină, este determinată de produsul Pн = InнUн, unde Un este tensiunea la bornele bateriei.

baterie solară de casăCea mai mare putere este alocată în sarcină la o anumită rezistență optimă Ropt, care corespunde celui mai mare coeficient de eficiență (eficiență) de conversie a energiei ușoare în energie electrică. Fiecare convertor are propria sa valoare Ropt, care depinde de calitatea, dimensiunea suprafeței de lucru și gradul de iluminare.


Baterie solară constă din celule solare separate care sunt conectate în serie și în paralel pentru a crește parametrii de ieșire (curent, tensiune și putere). Când elementele sunt conectate în serie, tensiunea de ieșire crește, în paralel, curentul de ieșire crește. Pentru a crește atât curentul, cât și tensiunea, aceste două metode de conectare sunt combinate. În plus, cu această metodă de conectare, eșecul uneia dintre celulele solare nu duce la eșecul întregului lanț, adică. îmbunătățește fiabilitatea întregii baterii.

În acest fel bateria solară este formată din celule solare conectate în serie paralelă. Valoarea curentului maxim posibil dat de baterie este direct proporțională cu numărul de conectate în paralel și emf- celule solare conectate în serie. Așadar, combinarea tipurilor de conexiuni asamblează bateria cu parametrii necesari.

celule solareCelulele solare ale bateriei sunt evitate de diode. De obicei, există 4 dintre ele - una pentru fiecare ¼ parte a bateriei. Diodele protejează părțile bateriei de avarie, care din anumite motive sunt întunecate, adică dacă la un moment dat lumina nu cade pe ele. În acest caz, bateria generează temporar cu 25% mai puțină putere de ieșire decât sub lumina soarelui normală pe întreaga suprafață a bateriei.

În absența diodelor, aceste celule solare se supraîncălzesc și nu reușesc, întrucât se transformă în consumatori actuali pe toată durata întunecării (bateriile sunt descărcate prin celulele solare), iar atunci când se utilizează diode, acestea sunt ocolite și curentul nu trece prin ele. Diodele trebuie să aibă o rezistență scăzută pentru a reduce căderea de tensiune peste ele. În aceste scopuri, diodele Schottky au fost utilizate recent.

Energia electrică primită este stocată în baterii și apoi transferată la sarcină. Baterii - surse de curent chimic. Încărcarea bateriei apare atunci când i se aplică un potențial, care este mai mare decât tensiunea bateriei.


Numărul de celule solare conectate în serie și în paralel trebuie să fie astfel încât tensiunea de funcționare furnizată bateriilor, ținând cont de scăderea tensiunii în circuitul de încărcare, depășește ușor tensiunea bateriei, iar curentul de încărcare al bateriei furnizează valoarea necesară a curentului de încărcare.

De exemplu, pentru a încărca o baterie cu 12 plumb-acid, trebuie să aveți o baterie solară de 36 de celule.

materiale pentru fabricarea panourilor solareÎn lumina slabă a soarelui, încărcarea bateriei scade, iar bateria emite energie electrică receptorului de energie, adică. bateriile reîncărcabile funcționează constant în modul de descărcare și reîncărcare.

Acest proces este controlat. controler special. În cazul încărcării ciclice, este necesară o tensiune constantă sau un curent de încărcare constantă.

În condiții bune de lumină, bateria se încarcă rapid până la 90% din capacitatea sa nominală, apoi la o viteză de încărcare mai mică până la capacitate completă. Trecerea la o viteză de încărcare mai mică este efectuată de controlerul încărcătorului.

Cea mai eficientă utilizare a bateriilor speciale este gel (acidul sulfuric este folosit ca electrolit în baterie) și baterii cu plumb, care sunt fabricate cu tehnologia AGM. Aceste baterii nu necesită condiții speciale de instalare și nu necesită întreținere. Durata de viață a pașaportului pentru astfel de baterii este de 10-12 ani, cu o adâncime de descărcare de cel mult 20%. Bateriile nu trebuie descărcate niciodată sub această valoare, în caz contrar, durata lor de serviciu va fi redusă drastic!

Bateria este conectată la bateria solară printr-un controler care își controlează încărcarea. Atunci când bateria este încărcată la putere maximă, este conectată o rezistență la bateria solară, care absoarbe excesul de putere.

Pentru a converti o tensiune constantă de la o baterie la o tensiune alternativă, care poate fi utilizată pentru a alimenta majoritatea consumatorilor de energie împreună cu o baterie solară, puteți utiliza dispozitive speciale - invertoare.

Fără utilizarea unui invertor, o tensiune solară poate fi alimentată de la o baterie solară, inclusiv diverse echipamente portabile, surse de lumină care economisesc energie, de exemplu, aceleași lămpi LED.

Citiți și pe acest subiect: Încărcătoare solare portabile

Consultați și la i.electricianexp.com:

  • Caracteristici solare
  • Panouri solare polimerice
  • Panourile solare de casă și omologii lor industriale
  • Controlere solare
  • Celule solare bilaterale

  •  
     
    Comentarii:

    # 1 a scris: | [Cite]

     
     

    Destul de clar și de înțeles - mulțumesc!

     
    Comentarii:

    # 2 a scris: Michael | [Cite]

     
     

    Da! Destul de clar și de înțeles, dar să vorbim despre contrariul. Din păcate, acum totul se bazează pe economie, după cum confirmă autorul însuși.Să vedem cât de economică este utilizarea panourilor solare. Eficiența celor mai obișnuite baterii în acest moment este destul de scăzută - doar 20%. După efectuarea unor calcule simple, vă puteți asigura că cu un pătrat. metri de baterie primim aproximativ 200 de wați de energie electrică. Dacă ne amintim cât costă toată electronica folosită în construcție și cât de puține zile însorite avem, va deveni clar că economisirea de energie electrică folosind panouri solare nu va funcționa.

     
    Comentarii:

    # 3 a scris: Max | [Cite]

     
     

    Mikhail, nu sunt de acord cu tine, am o baterie de 7 ampere cu o valoare nominală de 12 volți la locul meu, un panou solar de 21 de 45 cm dă un curent de 1,2 amperi cu o tensiune de 14,8 volți, iar acesta este de 17 wați în mod constant, am 2 astfel de panouri asamblate, Sunt 20-25 (în funcție de unghiul de iluminare) wați în lumina soarelui, de la aproximativ 8-15 într-o zi înnorată, de la 0-8 la orice altă oră (din ora zilei), adică să luminez destul de luminos, nu există 1-2 camere

     
    Comentarii:

    # 4 a scris: Andrew | [Cite]

     
     

    Peste tot, există multă confuzie decât termenul „panouri solare” este diferit de termenul „panouri solare”. După cum am înțeles din articolul dvs., se dovedește că bateria solară este formată din elemente individuale și deja panoul solar este atunci când toate bateriile sunt asamblate conform unei anumite scheme pe un anumit cadru, adică. putem spune că așa-numitul Panourile solare pot consta din mai multe panouri solare, care la rândul lor sunt asamblate dintr-un set de convertizoare fotoelectrice (celule solare). Ceva de genul ăsta.

     
    Comentarii:

    # 5 a scris: Artem | [Cite]

     
     

     
    Comentarii:

    # 6 a scris: | [Cite]

     
     

    Performanța panourilor solare în funcție de unghiul de înclinare și de directivitate în raport cu punctele cardinale
    colț sud 0 93% unghi 30 100% unghi 60 91% unghi 90 68%
    sud-sud-est - unghi 0 93% unghi 30 96% unghi 60% 88% unghi 90 66%
    colț est și vest 0 93% unghi 30 90% unghi 60 78% unghi 90 55%
    De aici puteți vedea cele mai bune performanțe ale panourilor orientate spre sud într-un unghi de 30%

     
    Comentarii:

    # 7 a scris: | [Cite]

     
     

    Nu găsesc o dependență atât de simplă precum dependența puterii bateriei de intensitatea solarizării. În caracteristicile bateriei, puterea sa nominală (adesea maximă) este dată sub iluminare de 1 kW / m2. Și dacă această baterie este luminată de un flux de 8 kW / m2?

     
    Comentarii:

    # 8 a scris: | [Cite]

     
     

    Vitali,
    În Rusia, capacitatea maximă pe teritoriul Krasnodar este de aproximativ 7 kW * h / mp. pe zi. Acolo, un panou de 100 W pe zi poate produce maximum 700 de wați. Dacă aveți nevoie de panouri ieftine, vă rugăm să contactați. Vom calcula, livra.

     
    Comentarii:

    # 9 a scris: | [Cite]

     
     

    Și m-am gândit că ei folosesc energia fotonului, adică cantitatea de energie finală nu depinde de faptul că este o zi însorită sau tulbure, ci de dacă emisfera în care te confrunți cu soarele (adică ziua) este orientată sau invers. Am greșit sălbatic, acum trebuie să agit sinteza de hidrogen-heliu, altfel, aceste norme sociale ale voastre sunt sincer foarte nebunești.

     
    Comentarii:

    # 10 a scris: Alexander | [Cite]

     
     

    Vitali,

    Dacă fluxul de lumină este mai mare, atunci panoul pur și simplu se va încălzi mai mult, iar puterea de la aceasta nu va mai funcționa, deoarece 1 foton bate un electron de la ultima orbită a unui atom de siliciu. Dacă energia fotonului nu este suficientă pentru a elimina un electron, atunci pur și simplu se respiră. Dacă energia fotonului este de 5 ori mai mare, atunci aceasta nu înseamnă că va elimina 5 electroni. Aceasta înseamnă că un electron va zbura și de pe orbită, iar restul de energie va fi transformat în căldură.

     
    Comentarii:

    # 11 a scris: | [Cite]

     
     

    Vă rugăm să ajutați. Scriu o diplomă pe tema construcției unei instalații industriale. M-am întrebat despre iluminatul ecologic și eficient din punct de vedere energetic. Iată ce v-ați gândit: conectați panourile solare la lămpi incandescente (sau orice altă sursă de lumină). În același timp, lămpile care oferă lumină vor reîncărca în același timp panourile.Am înțeles că încărcarea necesită mai multă putere decât cu transferul de energie, așa că presupun că va necesita lămpi care funcționează din rețea (pentru a acoperi diferența de energie). Într-un cuvânt, sistemul va fi astfel: lampă + bec electric = energie pe panou. Panou-energie pe lampă. Iată întrebarea: Cum și unde pot afla câte becuri și ce fel de putere am nevoie, să zicem, pe metru pătrat? Câte panouri solare va dura? Și câți pot fi conectați la panourile lămpilor de pe același metru pătrat nefast Multumesc anticipat! Imi cer scuze pentru erorile si lipsa virgulelor (in locuri) - telefonul nu merge foarte bine. Ei bine, acest mesaj a fost scris doar cu 10 încercări.
    RS Așteptând un răspuns. Multumesc din nou. P.P.S. Pentru o diplomă aveți nevoie, dacă nu date super verificate. Deci cel puțin sursele de unde puteți încerca să le găsiți.

     
    Comentarii:

    # 12 a scris: | [Cite]

     
     

    Bună dragă Daria. Încercați să accesați trigada.ucoz.com

    Acest site are o bibliotecă semnificativă de cărți despre electricitate. Există, de asemenea, cărți pe subiectul dvs. de interes. Și oricând puteți descărca cartea care vă interesează și o puteți citi. Cu stima, Andrey.

     
    Comentarii:

    # 13 a scris: Dmitry | [Cite]

     
     

    Sunt de acord cu Alexei. Am un sistem de panouri de 2,4 kW în suburbii. Produce 17 kW pe zi într-o zi însorită din iulie. Unghiul 45. Preluam date de la controlorul Etracer 60A. Se dovedește că, cu 100 de wați a panoului produce 708 de wați pe zi. Panouri Mono suoyang sy200wm.

     
    Comentarii:

    # 14 a scris: BVZ | [Cite]

     
     

    Mă întreb cum este posibil să se producă 708 wați pe zi, dacă puterea este măsurată în wați. Puterea este cantitatea de muncă pe unitate de timp. Și ce este puterea pe unitate de timp?

     
    Comentarii:

    # 15 a scris: | [Cite]

     
     

    Dacă panoul generează 100 de wați pe oră, atunci ora medie a zilei este de 7 ore. 1008 7 = 700 wați calculele sunt aproximative ...

    Ziua sau ziua medie însorită este de 7 ore. Înmulțiți 100 * 7 pentru a obține aproximativ 700 de wați de energie generată.

     
    Comentarii:

    # 16 a scris: | [Cite]

     
     

    Domnilor (și doamnelor)
    Pentru a evita confuzia, să decidem:
    Watt-urile sunt POWER - adică capacitatea de a produce o anumită cantitate de energie pe unitatea de timp.
    CALITATEA de energie este (de exemplu) kilowatt * ora
    Panoul are o putere nominală (capacitate de a da atât de multă energie în 1 timp)
    dar funcționează W * ora de energie.
    Adică, în Exemplul nr. 15, dacă un prieten are un panou cu o putere de 100 W și funcționează timp de 7 ore, atunci în acest timp va genera 100 W * 7 ore = 700 W * oră de energie
    ----
    Luăm de exemplu un fier tipic de 1000 watt
    Pentru o oră de muncă, el va „mânca” 1000 de wați * pe oră (pe care îl puteți vedea cu ușurință pe un contor electric de apartament)
    (apropo, contorul arată, de asemenea, nu Watts - ci kilowati * ora)
    Să presupunem, de asemenea, că am reușit să acumulăm (de exemplu în baterii) o energie de 700 W * pe oră (exemplu de mai sus)
    Astfel, din această energie fierul va funcționa 700 de wați * pe oră (pe zi de la baterie) / 1000 de wați (putere de fier) ​​= 0,7 ore (sau 42 minute)

     
    Comentarii:

    # 17 a scris: Arthur | [Cite]

     
     

    Există un singur DAR, panourile solare nu au nevoie de lumina soarelui. Și apoi gândește-te pentru tine care este rostul.